高分辨折射和浅层反射地震方法在活断层探测中的联合应用

浅层反射地震方法是城市活断层探测常用的技术,但在基岩埋深比较浅的地区,往往只能识别出基岩顶面的反射波,而仅根据反射地震剖面上单个同相轴的变化很难准确判定断层是否存在.浅层地层的错断往往会引起速度的横向变化,利用高分辨折射地震方法采集的数据,应用层析成像方法获得的速度剖面,能够反映地下速度结构的变化,可以从另一方面揭示浅层断层存在的可能性.在四川某地,将这两种方法同时应用于活断层浅层地震勘探中.结果表明,两种方法联合应用可在一定程度上弥补浅层反射地震勘探方法在基岩埋深较浅地区的不足.     

一种用于地震初至反演的可靠、灵活的方法

多次覆盖反射地震数据为获得地下资料提供了一个重要来源。但是,由于在数据处理过程中使用了叠加和偏移技术,初至受到抑制因而剖面上有关的头段部分的详细信息大都被丢掉了。本文描述了一种用于速度横向变化和浅层模型反演的计算机处理方法,这在反射地震数据     

兰州盆地活断层的高分辨率浅层地震勘探技术

针对城市活断层浅层地震探测的一些技术问题,在兰州盆地的金城关断层和刘家堡断层沿线开展活断层浅层(50 m以内)地震勘探技术研究.主要采用纵波和横波多次覆盖共CMP点地震反射方法,获得了目标场地地震图像资料,尤其横波地震剖面更加清晰地反映出超浅层构造空间特征.以红艺村测线(HYC)和师范学校西测线(SFXX)为例,分析总结了数据采集、资料处理、剖面解释三方面浅层活断层地震探测的技术要点.结果可以为兰州市及类似复杂构造地区活断层地震调查提供技术参考.     

北日德兰挪威-丹麦盆地折射剖面的地震模拟

挪威-丹麦盆地的沉积结构和其下伏的前寒武纪基底的地震速度可用日德兰(Jutland)北部(EUGENO—S计划,剖面3)的一个200km长的深折射地震剖面的二维射线追踪解释来模拟。提出的模型既与来自测井和上部沉积层浅层反射地震解释的十分详细的地质信息相吻合。也与来自剖面上三个炮点的观测走时相吻合。模型显示出剖面南部盆地厚约7km;在北部,近于芬诺斯堪的亚边界带减薄到1.5—2km;在中部,模型厚度约10km。上部沉积层(第四纪,第三纪和上白垩纪单元)的P波速度为1.9—3.0km/s,在最深的古生代地质单元,可达到5.5 km/s。前寒武纪基底的速度为5.9一6.5 km/s。而在llkm深处有一个清晰的基底反射层(速度比6.0/6.4km/s).     

利用深反射地震数据构建的多阶面波频散曲线反演近地表横波速度结构——以跨班公湖—怒江缝合带深反射地震资料为例

深反射地震剖面法为了获取深部结构特征常常采取大的偏移距采集数据.目前公开发表的相关资料中,鲜有利用深反射地震炮集数据获取近地表的结构特征.为此,本文通过正演测试了相关数据处理流程,即利用有限差分正演了起伏地表模型的大偏移距地震单炮弹性波场特征,通过共检波点域面波信号F-K频谱叠加构建新方法,从深反射地震数据集中提取了高品质的多阶面波频散曲线,再利用多阶面波联合反演获得了近地表的结构特征.在前述正演流程基础上,利用跨越班公湖—怒江缝合带的SinoProbe深反射地震剖面中的实际炮集数据,求取了基阶和一阶瑞利波频散曲线,联合反演后得到近地表横波速度结构.该结果与初至波走时反演获取的纵波速度结构具有较好的一致性,且在近地表的浅层分辨率较纵波速度结构特征更高,而更与已有地质认识相吻合.本文提供的相关数据处理流程表明利用深反射地震炮集数据,也能够获取近地表浅层的横波速度结构.     

宁河-昌黎断裂基于浅层地震勘探资料研究

宁河—昌黎断裂长约170 km,为燕山隆起、山海关隆起与黄骅拗陷的分界断裂,断裂西南起自宁河,向东北经南套南、大夫庄南、杨家坨,过昌黎转向东入海,断裂走向NE50°~70°,倾向SE,为上陡下缓的铲形正断层,该断裂为一条地壳基底深断裂,控制了南侧黄骅坳陷北段中、新生代沉积。河北省工程地震勘察研究院于2007年、2014年先后在昌黎、滦南、唐海、丰南布设了4条浅层地震勘探测线对宁河—昌黎断裂进行了探测,浅层地震勘探应用美国GEOMETRICS公司STRATAVISOR NX96高分辨数字地震勘探系统,采用70 kg冲击震源,单边激发多次覆盖观测系统,覆盖次数12次。应用Vista地震处理软件系统,通过对数据进行真振幅恢复、地表一致性振幅补偿等处理方法,获得高质量的地震勘探时间剖面。为获得断裂活动时代的重要信息,通过浅层地震勘探处理过程中的中间数据获得地震剖面时—深转换速度参数,从而获得地震勘探深度剖面,结合测线附近地层层序资料,与地震勘探深度剖面进行对比分析,从而获得断裂的上断点埋深和最新活动时代认识。浅层地震勘探剖面揭示,宁河—昌黎断裂浅部由一条主断层和一条次级断层组成;断层上断点埋深40~110 m,断裂活动时代具有分段活动特征,断裂北段活动时代为晚更新世早期,南段为晚更新世中期;断裂走向为北东的段落,为正断层,走向为北西的段落,以走滑运动为主。     

浅层弯线地震勘探采集与处理技术

在浅层地震勘探中,测线常常由于场地的限制而不能沿直线布设.而弯线地震勘探施工过程中炮检中点比较分散,影响共面元道集的叠加和最终剖面的真实性.加之浅层地震资料又有其自身的特殊性,所以选择合理有效的浅层弯线采集与处理技术非常必要.本文以甘肃陇南山区新文县一中测线为例,结合弯线共中心点面元叠加的时间、空间条件,在采集和处理两个环节分析控制炮检中点分散范围的具体方法,获得了真实且高品质的地震剖面.剖面有效波的能量较好,同向轴连续清晰,各种干扰波得到了压制,说明浅层弯线地震勘探的方法在理论上和技术上都是可行的.     

川滇活动地块东南边界基底结构——盐源-西昌-昭觉-马湖深地震测深剖面结果

在川滇活动地块东南边界区域完成了盐源-西昌-昭觉-马湖深地震宽角反射/折射探测剖面.利用该剖面获得的Pg初至折射波走时,采用走时特征分析、有限差分反演、时间项反演等方法,获得了沿剖面的基底P波速度结构和基底界面构造图像.结果表明,研究区基底结构呈现强烈的非均匀性,不同构造区显示出不同的地壳变形特征.盐源盆地盖层表现为推...     

最小二乘反演迭代算法在压制海上变深度缆采集数据虚反射中的应用

海水面的虚反射(鬼波)引起海上拖缆采集数据陷波,导致地震记录频带变窄,而近年发展的变深度缆采集技术,具有多样的陷波特征,通过专门的去虚反射处理方法可获得宽频数据.本文基于已有研究成果,将最小二乘反演迭代压制虚反射算法应用于某海上变深度缆宽频处理.基于频率波数域镜像记录生成方法获得镜像炮集记录,并采用最小二乘解从变深度缆原始和镜像炮集记录中提取上行波.针对镜像炮集记录生成受初始速度模型精度的影响,使得某深度缆接收的上行波和下行波之间的实际延迟时间存在误差,采用最小二乘反演迭代算法最优化计算下行波与上行波之间的平均延迟时间和上行波记录,并采用时空数据窗口滑动克服延迟时间随炮检距和目的层深度变化问题.合成数据及某海上实际变深度缆数据处理测试结果表明,该方法能较好地压制变深度缆由海水面产生的虚反射,能达到拓宽地震记录频带目的.     

基于接收阵列的时域地震波束形成方法

地震勘探中,针对目的层地震数据信噪比较低情况,为改善信噪比,本文提出一种基于接收阵列的时域地震波束形成方法(TSBBRA).该方法的理论依据是波束形成原理,文中通过对相控震源激发定向地震波场的分析,提出在反射地震勘探中,在信号接收端同样能生成定向地震波的思路.具体地,论文给出在地震数据集上先对单炮记录分组,再对组内记录时域内延时、叠加,生成对应定向地震波场的地震记录的方法.TSBBRA方法适于杂波干扰强,且杂波与目的层反射波方向不一致的地震条件.本文先通过波场模拟,展示了TSBBRA方法具有形成定向地震波场的能力;而后通过对比相控震源与TSBBBRA时间剖面,说明了TSBBRA方法的有效性;最后在吉林某油页岩矿区,用TSBBRA方法,分别针对浅层目标与深层目标,生成定向地震波数据.与原始数据相比,目标层信噪比提高了3~35 dB,在时间剖面上观测到的深部目标信号从200 ms扩展到1000 ms,TSBBRA剖面资料与测区附近区域的地质与地震资料一致.由此得出结论,TSBBRA方法有助于改善目的层地震资料信噪比,当关注深部目的层时,由于TSBBRA方法能有效压制噪声,因此可用于能够实现更大的勘探深度.实验中,我们给出了浅层勘探结果,由于本方法对震源及观测系统没有限制,实际应用中TSBBRA方法可作为深部资源勘探领域提高深部地震资料信噪比的有效方法.     

浅层地震反射和折射层析成像在海州—韩山断裂探测中的联合应用

海州—韩山断裂是连云港地区一条重要断裂, 属于海泗断裂带的西边界断裂。 断裂隐伏于较浅的覆盖层之下且控制了基岩岩性分界。 浅层地震反射法作为断层探测的首选方法, 对海州—韩山断裂进行探测时仅能识别出基岩顶面反射波, 难以实现对断裂的准确判别。 而折射层析成像法适用于速度横向差异大的区域, 可获取断层两盘岩性速度差异信息, 进而判定断层位置, 弥补反射法的不足。 本文在跨海州—韩山断裂同一位置上联合应用浅层地震反射和折射层析成像两种探测方法, 进行了钻孔联合剖面探测和合成地震记录验证。 研究表明, 浅层地震反射和折射层析成像两种方法联合探测海州—韩山断裂, 较单一方法可对断层实现更精准的定位, 获取更丰富的断层信息, 为类似地质条件下的断层探测提供了思路。     

浅层地震勘探资料处理中的速度分析参数选取

浅层人工地震勘探是当前城市地震活断层探测的主要方法,勘探精度不仅受激发、接收等因素的影响,还与地震数据处理的精度密切相关。速度分析是地震勘探资料处理中的关键环节,它的准确与否对动校正、共深度点叠加、叠后偏移及时深转换等都将产生影响。针对浅层地震资料目的层较浅、叠加次数少和城市背景干扰大等特点,文中对速度分析的参数选取问题进行了研究。首先通过对相邻CDP道集内各接收道炮检距的分析,以及单个和多个CDP道集的对比,提出了用于速度分析的CDP大道集的抽取原则。并通过对不同的CDP大道集、速度扫描间隔、计算时窗长度、动校切除比例等所获得的速度谱的对比分析,对速度谱扫描过程中各参数的选取提出了建议,并对速度分析及时深转换过程中值得注意的问题进行了讨论     

福州盆地及邻区地壳精细结构的深地震反射与高分辨率折射及宽角反射/折射联合探测研究

福州盆地及其邻区地处中国大陆东南沿海地震带北端. 通过在该地区开展了中国第一条高分辨率地震折射、宽角反射/折射和深地震反射联合剖面探测, 获得了该地区近地表至Moho面的精细速度结构和几何结构及其深浅构造关系图像. 结果表明, 该地区地壳厚约32 km, 具有明显的分层结构特征, 可分为上地壳和下地壳2个组成部分. 上地壳介质速度为5.9～6.2 km/s, 在埋深10～15 km之间存在厚3～4 km的弱低速层(体); 下地壳介质速度介于6.3～7.2 7 km/s之间, Moho面上部厚约3 km范围内为一个强速度梯度层, 速度从6.5 km/s增加到Moho面上界面的7.27 km/s; 福州盆地及其邻区近地表至浅部高角度正断层发育, 但规模较小, 延深浅, 是缓倾正断层上盘发育的次级反向正断层, 发震能力有限; 而长乐—诏安断裂带至滨海断裂带下部存在着切割上、下地壳分界面和Moho面的高倾角深断裂, 具有发生中强以上地震的深部构造环境, 是未来产生对福州市有影响地震的震源区. 这一成果大大提高了中国东南沿海地震带深部构造的探测精度, 在东南沿海地区首次发现上地壳的张性构造及铲式正断层组合特征, 并在深浅部构造组合方面首次取得了统一的解释结果, 深化了东南沿海地震带的深部动力学过程的认识, 同时在深部地震探测方法综合应用方面对其他地区具有借鉴意义.     

桥头集-东关断裂合肥盆地段活动特征

北西走向的桥头集-东关断裂与郯庐断裂带南段相交切，横跨合肥盆地及其东缘的隆起区，在合肥盆地内呈隐伏状态。本研究跨桥头集-东关断裂合肥盆地段布设3条浅层地震勘探测线，揭示断裂浅部构造特征。解译出的F_P1、F_P2和F_P3断层性质相同，倾向一致，上断点深度相近，反映出桥头集-东关断裂合肥盆地段是一条走向NW、倾向SW、具有逆断分量的断裂。3条浅层地震反射剖面中第四系的底界面反射波组T_Q呈连续近水平展布，表明桥头集-东关断裂两侧的第四系厚度无明显变化。在浅震剖面解译的基础上，布设了1条跨断层钻孔联合剖面，剖面揭露出的第四系没有被错动。结合本区第四系地层发育情况及钻孔地层年龄分析，认为桥头集-东关断裂中更新世以来不活动。根据本文探测结果，尚不能排除桥头集-东关断裂早更新世有一定的弱活动。     

云南思茅—中甸地震剖面的地壳结构

云南思茅—中甸宽角反射/折射地震剖面切割松潘—甘孜、扬子和华南三个构造单元的部分区域. 我们利用初至波和壳内反射波走时层析成像获得地壳纵波速度结构. 在获得新的地壳速度结构模型基础上，利用地震散射成像思想和低叠加次数的叠前深度偏移方法重建了研究区的地壳、上地幔反射结构. 综合分析研究区地壳P波速度模型和壳内地震反射剖面发现：沿测线从北至南地壳厚度从约50 km减薄至35 km左右，地壳厚度的减薄量主要体现在下地壳，剖面北段下地壳厚度约为30 km，剖面南段下地壳厚度仅为15 km左右；上地幔顶部局部位置P波速度值偏低，一般为76～78 km/s，反映出云南地区是典型的构造活动区的特点.剖面沿线地壳内地震反射发育，其中莫霍强反射出现在景云桥下方；在景云桥弧形断裂带8～10 km深处出现宽约50 km的强反射带.     

云南思茅—中甸地震剖面的地壳结构

云南思茅—中甸宽角反射/折射地震剖面切割松潘—甘孜、扬子和华南三个构造单元的部分区域. 我们利用初至波和壳内反射波走时层析成像获得地壳纵波速度结构. 在获得新的地壳速度结构模型基础上，利用地震散射成像思想和低叠加次数的叠前深度偏移方法重建了研究区的地壳、上地幔反射结构. 综合分析研究区地壳P波速度模型和壳内地震反射剖面发现：沿测线从北至南地壳厚度从约50 km减薄至35 km左右，地壳厚度的减薄量主要体现在下地壳，剖面北段下地壳厚度约为30 km，剖面南段下地壳厚度仅为15 km左右；上地幔顶部局部位置P波速度值偏低，一般为76～78 km/s，反映出云南地区是典型的构造活动区的特点.剖面沿线地壳内地震反射发育，其中莫霍强反射出现在景云桥下方；在景云桥弧形断裂带8～10 km深处出现宽约50 km的强反射带.     

高分辨率三维地震勘探技术在莫北油田的应用

通过采用较小的CMP面元，较高的覆盖次数，炮检优化组合，选用中频检波器接收，大折射－沙丘曲线法静校正，处理应用动静校正迭代，高精度速度分析等方法和技术，首次在准噶尔盆地大沙漠获得了高信噪比，高分辨率的三维地震资料。目的的层侏罗系2．0－3．0s，有效频宽达10－90Hz，主频50Hz，资料解释新发现了17条小断层（断距10－20m)。     

基于先验信息约束的Curvelet域地震数据POCS插值方法

由于野外采集环境的限制,常常无法采集得到完整规则的野外地震数据,为后续地震处理、解释工作的顺利进行,需要进行地震数据重构。凸集投影（POCS）方法利用地震波形在Curvelet域的稀疏特性,可以重构出高信噪比地震数据,该迭代算法稳定,其收敛速度较快。但在地震数据恢复的时候,由于直达波和炮集上部空白区域的影响,随着迭代的进行,重构数据中噪声干扰越来越严重,导致最终恢复的地震数据信噪比较低。本文在实现POCS迭代阈值算法基础上,引入先验信息约束的思想对算法进行优化。通过先进行坐标映射的方法进行炮集插值,然后将其作为先验信息约束进行插值,可以有效地压制迭代噪音对重构地震波形数据的影响。通过合成地震炮记录与实际炮集进行测试,结果表明本文提出的改进方法可以明显改善重构地震数据的信噪比,并提高地震波场同相轴的连续性。     

束鹿断陷盆地及其邻近的地壳结构特征

在邢台地震区内进行的深地震反射剖面探测, 获得了对束鹿断陷盆地及其邻近地壳结构的新认识。在NWW向的宁晋-新河和临城-巨鹿深地震反射剖面上, CDP叠加结果在双程走时4.0s以上部分显示出形态基本相同的单边断陷盆地, 即束鹿断陷盆地。盆地宽达15km(下第三系边界), 新河断裂作为其主边界断裂以铲形方式延伸到双程走时4.0s(即8km深度)以下。这些剖面上还清晰地显示了中地壳内的滑脱构造。新河断裂向下延伸归并于这一滑脱构造。深地震测深和大地电磁测深的结果表明, 滑脱构造下方为低速高导层, 有利于上、下盘构造的滑脱。NNE向的任县-宁晋深反射剖面位于断陷盆地内部, 它显示出盆地内部的复杂结构。该剖面的浅部被三个横向凸起分割成三个次一级的盆地。同时, 耿庄桥至小河庄之间的中下地壳内, 众多的强反射事件具有叠层状特征, 并经受强烈的变形。在NWW向的两条剖面上也具有类似的反射特征, 这表示在束鹿盆地内部可能存在较大范围的岩浆上涌侵入至中下地壳内。下地壳内呈现异常的低速带, 表明当前的岩浆活动仍较强烈。笔者认为, 岩浆作用是这一地区构造活动的重要因素。      

分层层间多次波预测与自适应压制方法研究

在地震勘探中,层间多次波在地震剖面上形成的虚假界面会严重影响对地质构造的解释.由于层间多次波在走时、频率和形态上与一次波的差异较小,因此较难对层间多次波进行识别和压制.本文使用分层层间多次波预测方法与基于2D卷积信号盲分离的多次波自适应相减方法相结合的策略对层间多次波进行压制处理.首先推导并阐述了分层层间多次波预测方法的理论基础,然后对地下介质中存在的多个多次波产生界面实现了层间多次波的分层预测,最后采用基于2D卷积信号盲分离的多次波自适应相减方法对层间多次波进行压制,以更好的保护有效信号.分层预测的方法通过分离层间多次波产生层位,对目标层位产生的所有层间多次波直接进行预测,该方法避免了共聚焦点方法构建共聚焦点道集的聚焦运算,降低了计算成本,同时该方法是基于数据驱动的,算法容易实现.模型数据和实际地震资料试算结果表明,本文方法能直接利用地表数据对层间多次波进行压制,并有效的保护一次波．